Acque oceaniche

Acque oceaniche

Idrosfera → insieme delle riserve d’acqua presenti sulla Terra, che comprende:
- idrosfera marina → oceani e mari, che rappresentano il 97,2% dell’idrosfera;
- idrosfera continentale → fiumi, laghi, ghiacciai, acqua che scorre nel sottosuolo, vapore acqueo presente nell’atmosfera ed acqua presente nelle piante, che rappresentano il 2,8% dell’idrosfera.

Ciclo idrologico → costante movimento dell’acqua dagli oceani all’atmosfera, poi dall’atmosfera alla terraferma ed infine dalla terraferma di nuovo agli oceani.
Questo avviene perché in determinate condizioni di temperatura e pressione l’acqua può passare da uno stato di aggregazione all’altro (solido, liquido ed aeriforme).
Il ciclo idrico è alimentato dall’energia solare e l’atmosfera rappresenta il collegamento tra gli oceani e la terraferma:
1) dagli oceani l’acqua evapora nell’atmosfera, dove sotto forma di vapore acqueo viene trasportata dalla circolazione atmosferica a grandi distanze;
2) in queste nuove zone, in base ai cambiamenti di temperatura, il vapore acqueo va incontro a condensazione formando le nubi;
3) dalle nubi l’acqua ricade in parte negli oceani sotto forma di precipitazioni → già a questo punti si chiude un ciclo e può cominciarne un altro.
La restante acqua che ricade sotto forma di precipitazioni cade sulla superficie terrestre, dove può intraprendere tre percorsi:
- evapo-traspirazione → gran parte dell’acqua evapora nuovamente nell’atmosfera sotto forma di vapore acqueo.

Questo può avvenire direttamente dal suolo (evaporazione), o dopo essere stata assorbita dalle piante (traspirazione);
- deflusso superficiale → parte dell’acqua cade nelle acque superficiali (fiumi e laghi), dalle quali tornerà negli oceani;
- deflusso sotterraneo → parte dell’acqua invece penetra nel terreno per infiltrazione, scende in profondità, per poi scorrere fino agli oceani o ricongiungersi con le acque superficiali.
Infine se le precipitazioni avvengono in zone della Terra particolarmente fredde è possibile che l’acqua, invece di penetrare nel suolo, scorrere in superficie fino agli oceani o evaporare, si depositi sotto forma di neve o ghiaccio, rimanendo così intrappolata sulla superficie terrestre per molti anni (es: ghiacciai).
Il bilancio idrico globale è il rapporto tra la quantità di acqua evaporata (dagli oceani e dalla superficie terrestre) e l’acqua che ricade sotto forma di precipitazioni → sulla superficie terrestre le precipitazioni superano l’evaporazione, negli oceani invece è il contrario.
Acque marine → ricoprono il 71% della superficie terrestre e contengono sostanze disciolte che le rendono salate, quindi non potabili e nocive per la maggior parte degli esseri viventi e delle piante.
Le sostanze che rendono salata l’acqua di mare sono presenti sotto forma di ioni (atomi carichi elettricamente), dei quali i più abbondanti sono il sodio ed il cloro → unendosi formano il cloruro di sodio (comune sale da cucina).
I sali presenti nell’acqua di mare hanno due origini:
- l’acqua piovana a volte contiene sostanze acide capaci di sciogliere le rocce della superficie terrestre, che poi scorrono nelle acque superficiali fino agli oceani;
- le eruzioni vulcaniche emettono sostanze che poi ricadono negli oceani.
I sali sono quindi continuamente riversati negli oceani, ma nonostante questo la salinità totale dell’acqua non aumenta, perché ci sono altrettanti meccanismi che contemporaneamente sottraggono il sale all’acqua.
La salinità totale dell’acqua rimane quindi sempre invariata, ma nonostante questo gli oceani non sono salati nello stesso modo in tutte le parti del mondo → le variazioni di salinità superficiali sono dovute a due principali fenomeni:
- le precipitazioni, il deflusso superficiale e sotterraneo e lo scioglimento dei ghiacci portano negli oceani grandi quantità di acqua dolce che fa diminuire la salinità dell’acqua;
- l’evaporazione dell’acqua e la formazione del ghiaccio marino leva agli oceani grandi quantità di acqua dolce, quindi ne fa aumentare la salinità.
In questo modo, per esempio, le zone con frequenti precipitazioni risultano meno saline, mentre quelle con un’elevata evaporazione risultano più saline.

Oltre ai sali l’acqua di mare contiene anche gas disciolti → derivano principalmente dall’atmosfera e dall’attività vulcanica sottomarina ed i più importanti sono l’ossigeno ed il diossido di carbonio.

Temperatura delle acque marine → varia in base alla quantità di radiazione solare che riceve, quindi, dal momento che la radiazione solare non riesce a penetrare oltre un certo strato di acqua, in superficie l’acqua è sicuramente più calda che in profondità.
Nonostante questo, l’acqua superficiale non ha la stessa temperatura in tutte le parti del pianeta → alle alte latitudini la radiazione solare è minore di quella ricevuta alle basse latitudini, quindi ai poli l’acqua in superficie è più fredda rispetto all’Equatore.
Anche per quanto riguarda l’acqua in profondità ci sono delle differenze in base alla latitudine:
- alle basse latitudini la temperatura in superficie è elevata e diminuisce rapidamente con la profondità (termoclino), ma solo fino a 1000m, oltre i quali si stabilizza fino al fondo;
- alle alte latitudini la temperatura in superficie è molto bassa e si mantiene stabile fino al fondo (isotermia).

Densità delle acque marine → rapporto tra massa e volume che è influenzato da due fattori:
- salinità → se aumenta anche la densità è maggiore;
- temperatura → se aumenta la densità è invece minore.
Anche in questo caso la latitudine gioca un ruolo importante:
- alle basse latitudini è la temperatura a influenzare maggiormente la densità → in superficie è elevata, quindi la densità è bassa. La temperatura scende poi rapidamente e con essa aumenta la densità (picnoclino), rimanendo stabile oltre i 1000m, quando lo è anche la temperatura;
- alle alte latitudini è la salinità ad influenzare maggiormente la densità → la temperatura infatti è molto bassa e non cambia dalla superficie al fondo, quindi non determina nemmeno variazioni di densità (isopicnia).

Struttura delle acque marine → in base a densità e temperatura alle latitudini medie e basse si distinguono tre strati, che impediscono il mescolamento delle acque superficiali con quelle profonde:
- zona superficiale → è la parte colpita dalla radiazione solare, quindi la più calda (anche se con differenze in base alla latitudine) e con minor densità. Questo strato arriva in media fino a 300m di profondità;
- zona di transizione → zona in cui avvengono il termoclino (abbassamento di temperatura) ed il picnoclino (aumento di densità);
- zona profonda → non viene mai raggiunta dalla radiazione solare, quindi la temperatura è costantemente bassa (di poco superiore al punto di congelamento) e la densità sempre alta.
Alle alte latitudini invece non c’è alcuna stratificazione perché le acque sono isotermiche (stessa temperatura) e di conseguenza isopicniche (stessa densità), quindi può avvenire il mescolamento delle acque superficiali con quelle profonde.

Forme di vita delle acque marine → sono tantissime, dalle più piccole dimensioni (es: alghe e batteri) alle più grandi (es: cetacei), e la loro sopravvivenza è dovuta alla radiazione solare che permette la fotosintesi delle alghe marine, fondamentale nutrimento per tutti gli altri organismi.
Da questo punto di vista la zona superficiale è detta zona fotica, a sua volta divisa in:
- zona eufotica → parte più vicina alla superficie, dove la radiazione solare è intensa e permette la fotosintesi. Può raggiungere i 100m di profondità (meno vicino alle coste) ed è popolata dalla maggior parte degli organismi viventi;
- zona fotica inferiore → va dai 100 ai 1000m di profondità ed è raggiunta solo da una parte di radiazione solare, che alcuni organismi viventi riescono comunque a sfruttare.
Al di sotto della zona fotica si estende invece la zona afotica → qui la radiazione solare non arriva ed è popolata solo da poche specie animali (es: calamaro gigante), che si sono adattate alla vita negli abissi.

Movimenti delle acque marine → sono in continuo movimento sotto l’azione di molte forze:
- venti → provocano il moto ondoso e le correnti oceaniche superficiali;
- differenza di densità → provoca le correnti oceaniche profonde;
- attrazione gravitazionale della Luna e del Sole → provoca le maree.
Le correnti oceaniche (superficiali e profonde) nel loro insieme formano la circolazione oceanica, che influisce molto sul clima e sul mantenimento dell’equilibrio termico della Terra, perché sposta il calore dalle basse alle alte latitudini (dall’Equatore ai poli).

1.Circolazione oceanica → è formata dalle correnti oceaniche, cioè masse d’acqua che si muovono negli oceani e che hanno salinità, temperatura e densità diverse dalle acque che hanno intorno.
Come già detto le correnti oceaniche sono di due tipi:
- superficiali → movimenti orizzontali causati dalla forza del vento e che possono muovere le acque fino ad una profondità di 200m;
- profonde → movimenti anche verticali causati dalla differenza di densità tra le masse d’acqua e responsabili del rimescolamento delle acque superficiali e profonde.
Alcune correnti superficiali si formano solo in alcuni momenti ed in determinate zone, altre invece sono permanenti e danno origine alla circolazione oceanica superficiale → vasti sistemi di correnti a movimento circolare (circuiti) che coinvolgono grandi zone degli oceani.
I principali circuiti del nostro pianeta, ciascuno formato da quattro correnti, sono cinque e sono chiamati circuiti sub-tropicali e ruotano in senso opposto nei due emisferi → in senso orario quelli nell’emisfero boreale (a nord dell’Equatore), in senso antiorario quelli nell’emisfero australe (a sud dell’Equatore).

Le correnti oceaniche profonde danno invece origine alla circolazione oceanica profonda (o termoalina) → anche in questo caso è formata da circuiti, che non si muovono però solo in orizzontale, ma anche in verticale:
1) all’Equatore (basse latitudini) l’acqua superficiale calda viene trasportata sotto forma di correnti superficiali verso i poli (alte latitudini);
2) ai poli l’acqua in superficie è talmente fredda da diventare ghiaccio marino, la cui formazione aumenta salinità e densità dell’acqua superficiale, che quindi, proprio perché più densa, scende in profondità;
3) l’acqua intraprende un lungo percorso attraverso gli abissi sotto forma di correnti profonde fino all’Equatore, dove risale in superficie e conclude il suo circuito.
Il motivo per cui l’acqua fredda dalle profondità riesce a risalire in corrispondenza dell’Equatore è il cosiddetto fenomeno dell’upwelling → particolari venti paralleli alla costa allontanano le acque superficiali calde e queste vengono rimpiazzate dalle acque profonde fredde che risalgono.

2.Onde oceaniche → oscillazioni irregolari delle acque superficiali causate dal vento e con caratteristiche precise:
- ventre → punto di minima altezza dell’onda;
- cresta → punto di massima altezza dell’onda;
- livello di calma → punto a metà tra ventre e cresta, cioè livello che avrebbe l’acqua se non ci fosse l’onda;
- altezza → distanza verticale tra la cresta ed il ventre di un’onda;
- lunghezza d’onda → distanza orizzontale tra il ventre o la cresta di due onde consecutive;
- periodo → tempo che passa tra il passaggio della cresta di due onde consecutive nello stesso punto.
Le onde si formano per azione diretta del vento su un tratto di mare aperto (fetch), ma continuano a propagarsi per distanze notevoli anche in assenza di vento, perché le particelle dell’acqua si trasmettono l’un l’altra l’energia del vento → quelle che si formano per azione diretta del vento sono dette onde forzate, quelle invece che si propagano anche in assenza di vento sono dette onde libere.
Le onde libere possono essere di due tipi:
- onde di oscillazione → onde libere in mare aperto dove la forza del vento provoca un moto circolare orbitale sulla superficie, senza alcuna interferenza da parte del fondale marino. In questo caso non è l’acqua a spostarsi, ma solo la forza del vento sulla superficie dell’acqua;
- onde di traslazione → onde libere vicine alla costa, dove , a causa dell’interferenza del fondale marino, la forza del vento provoca un moto ellittico orbitale sulla superficie. In questo caso invece è proprio l’acqua a spostarsi verso la costa.

3.Maree → variazioni periodiche del livello delle acque marine, caratterizzate da un ritmico innalzamento (flusso) ed abbassamento (riflusso) dell’acqua.
Le maree sono causate da:
- attrazione gravitazionale da parte della Luna → in misura maggiore;
- attrazione gravitazionale da parte del Sole → in misura minore perché il Sole è più distante dalla Terra rispetto alla Luna;
Nella faccia della Terra che si trova rivolta verso la Luna la sua attrazione gravitazionale provoca, insieme alla forza centrifuga della Terra (forza verso l’esterno provocata dal suo moto di rotazione attorno al proprio asse), un innalzamento delle acque marine (alta marea).
Anche nella faccia opposta della Terra si ha contemporaneamente un innalzamento delle acque marine, dovuto però principalmente alla forza centrifuga della Terra.
In tutte le altre facce si ha invece un abbassamento delle acque marine (bassa marea), perché l’acqua è richiamata verso le zone in quel momento soggette ad alta marea.
L’attrazione gravitazionale del Sole agisce esattamente nella stessa maniera, anche se con intensità minore.
Soltanto quattro volte al mese avvengono delle variazioni:
- maree sizigiali (o maree vive) → quando Luna e Sole sono allineati rispetto alla Terra (due volte al mese) le loro forze di attrazione si sommano e provocano alte e basse maree di maggiore intensità;
- maree di quadratura (o maree morte) → quando Luna e Sole si trovano tra loro ad angolo retto rispetto alla Terra (due volte al mese) le loro forze di attrazione si attenuano reciprocamente e provocano alte e basse maree di minore intensità.
In ogni zona della Terra si verificano circa due alte maree e due basse maree ogni 24 ore e 50 minuti e la differenza tra i livelli di alta e bassa marea in una determinata località è detta ampiezza o escursione di marea.